阿尔忒弥斯计划在月球南极着陆的原因有三：首先月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑，这些陨石坑底部有可能存在水冰；其次，月球南极能够被阳光照射到的高地可以连续获得太阳光的照射，不会被长时间的月夜困扰；最后，由于连续光照，该地区的温度变化不大，这可以大大地降低研发载人登月技术设施的难度。 如今，距离人类最后一次从月球上离开，已过去了50年，人类再也没有去过月球。2004年，美国政府在其新的空间探索计划中提出重返月球，并以此为跳板实施载人登陆火星计划，宣告了其重返月球计划的再次启动。2017年， NASA正式启动了阿尔忒弥斯（Artemis）计划，该计划旨在于2024年实现人类重返月球。 而最近备受关注的“太空发射系统”（SLS）重型火箭则是美国重返月球计划的关键一步。 月球南极登陆，有好处也有不利因素 与阿波罗计划不同，阿尔忒弥斯计划在月球的南极着陆。近期，NASA公布了13个月球南极附近的预选着陆区。之所以选择南极，主要有3个原因。 第一，在月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑。经过雷达回波探测，科学家判断在这些陨石坑底部有可能存在水冰。如果科学家的推断被证实，这些水冰不但可以支持未来人类月球基地对用水的需求，还可以通过电解水提取氢气和氧气，为火箭发动机提供燃料。要知道，从月球上生产燃料为飞船加注，比将这些燃料从地球上带过去要便宜得多，这样可以大大降低人类探索深空的成本。 第二，月球南极能够被阳光照射到的高地，可以连续获得太阳光的照射，每年的连续光照时间甚至可达10个月，不存在月球低纬度地区长达14个地球日的月夜。 第三，由于连续光照，该地区的温度变化不大，不像在月球低纬度地区，昼夜温差会超过250摄氏度。这可以大大地降低研发载人登月技术设施，如生命保障系统、航天服设计等的技术难度。 尽管如此，降落在月球南极，并在那里建立人类科研和生活基地，也存在着很多不利的因素。首先，那里没有平坦的月海，多高山峡谷，降落起飞都会十分困难，因此对着陆时机的要求很高，一旦错过原定着陆点，下一次着陆能找到另一块平坦的备选着陆点的可能性很小。其次，高地上平坦的活动空间不多，也不利于载人月球车的移动。此外，保存有水冰的永久黑暗陨石坑底部见不到阳光，因此探测水冰的探测器和挖掘机械的能源供给必须由位于高地的基地供给，因此基地到坑底的能源输送需要额外的基础设施，必须事先建设好，才能进入水冰的提取和燃料生产阶段。 一旦克服寒冷月夜，月海或更适合建立基地 相比之下，如果将载人登月和以后基地建设的地点选择在月球北纬、中纬度等靠近零度经线的月海中，除了没有南极那样的水冰、月夜能源需求高和昼夜温差大以外，其他方面都是优点。比如，月海中地势平坦，非常适合飞船的起飞和降落，也方便载人月球车的长距离驾驶，扩大了人员活动的范围。此外，月海的月壤中有大量的氧化物，通过还原法也可以提炼出液氧燃料，只是复杂度比从水中提取要高，要消耗更多的能源。而且在不远的未来，一旦相关技术成熟，还可以从月海的月壤中提取核聚变燃料氦-3。 在中纬度的月海中着陆，最大的困难是要克服长达14个地球日的寒冷月夜。不过，目前有很多相关研究工作正在展开，为解决月夜问题提供可行的方案。比如在月日高温时，将月球表面大量的热能存储下来，在月夜期间慢慢释放；还有利用月壤中的硅就地建造大面积、高灵敏度的太阳能帆板，使其在月夜期间，也可以利用地球对太阳光的反射光，产生一定量的电能；再有就是在月球轨道上布局带有太阳能反射镜的月球卫星，将太阳光反射到基地的大面积太阳能帆板上进行发电。当然，如果小型安全的核能发电站能够尽快突破其关键技术，就可以更容易地解决中纬度月球基地的月夜能源需求问题。 至于宇航员的生活用水，似乎并不是很大的问题。因为根据地球轨道空间站发展出来的循环利用技术，水的循环利用率可以达到约90%，再加上不断从地球向月球进行少量的水补给，宇航员的生活用水是可以得到满足的。 综上所述，除了NASA正在关注的月球南极着陆方案，在月球北纬、中纬度地区的月海中建立载人登月基地，也已受到越来越多相关机构的关注，并已开始布局多项研究。 伴随着各项登月计划的实施，人类在近期重返月球的目标一定会成为现实。作为中华民族伟大复兴征程中必不可少的一项举措，也是我国载人航天计划发展的必然选择，伴随着中国地球轨道空间站任务建设的完成并进入应用阶段，中国也开始论证下一阶段的载人航天任务，其中一个重要的目标就是载人登月。中国人登上月球的梦想也会在不远的未来变为现实。 相关链接 技术创新降低成本 推动载人登月计划“回归” 为什么人类在阿波罗计划之后，就再也没有登上过月球呢？其实，最主要的问题是经费问题。在美苏“太空争霸”的年代，美国政府因为政治原因，在阿波罗计划中投入了大量的经费，最高峰的时候，政府预算的6.5%都投到了阿波罗计划中。但是在那之后，政治上的需求就不再那么紧迫，继续登月的政治意义大大降低，美国政府也就不会再拿出那么多钱投入到太空探索的项目中了。 人们不禁要问，以上世纪60年代的技术能力也许人类登月需要花费巨额经费，现在的技术已经比那时先进了不知多少倍，还需要花费那么多钱吗？这就要说一下政府航天任务的特点了。政府航天任务因为花的是纳税人的钱，所以总是要确保万无一失，特别是载人航天任务，更是不能出半点儿差错。尽管这么多年过去了，但政府航天任务的这个特点一直没变。因此，虽然技术进步了，但是任务的成本并没有减少，甚至比之前还要更高了。这就是为什么50年过去了，人类一直没有再次回到月球上去。甚至当时阿波罗登月用的，人类迄今为止推力最大的火箭——土星5号，都已经不复存在了。 但是，近年来这种情况有所改变。一方面，商业航天逐渐兴起，由于经费来源不同以及市场的推动作用，人类进入太空的成本通过技术创新和回收复用技术的发展一降再降，目前已经降到了政府航天成本的1/10；另一方面，欧洲、日本、中国和印度等都纷纷启动了经费体量适中的月球探测计划。特别是中国的“嫦娥工程”连续成功实施数次，其中有3次成功着陆，还有1次成功地将月球样品带回了地球，这些计划在不同程度上都打破了上世纪六七十年代美国和苏联对月球探测的垄断，“太空竞赛”的压力也迫使各国加快推动相关技术的试验与研发，间接推动了载人登月计划的实施。 （作者：吴季，系中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心原主任） 科技面料的禦寒創新，讓戶外探險者能從容無畏面對極端天氣  本文由 The North Face 委託，泛科學企劃執行。 一到冬季不只寒風冷洌，偶而還夾帶著陰雨、雪水，不只平地氣溫低，如果再遇上寒流溫度下探至十度以下更是常見，高山上溫度更有可能降至零下幾度。在原本就低溫的高山環境下，保持身體乾燥以及隔絕強風的吹襲，保暖與舒適便成了事戶外運動者最要緊的事。 面對如此極端寒冷的環境，探險者要如何做好保暖措施又穿得輕巧能活動自如呢？那就要借重一些具發熱與鎖熱、防水透氣、速乾排汗、特殊織法、等特殊機能性服裝，像是發熱衣、羊毛內層保暖衣、羽絨外套等，從認識面料材質、編織方式到了解保暖機制運作原理，再加上掌握穿搭順序，便能為探險者提供最佳防護。 冬季戶外活動首重保暖避免失溫冬季從事戶外探索活動高山登山、滑雪，不可輕忽會造成失溫的兩個致命性環境因素：風、雨雪。高山上強勁的風速會加速帶走體表溫度；潮溼也會降低體表溫度迅速散失熱量造成失溫。因此，保持身體的乾燥是避免失溫的第一步。 再則，可藉由禦寒衣物的保暖、防風機能維持住體溫。人類屬於為恆溫動物，正常的體溫約在 36 度- 37 度，主要依靠腦幹中的下視丘中的體溫調節中樞來維持人體溫度的恆定。比如在低溫環境下，血管收縮、汗毛豎起來、顫抖等生理機制來減少和隔絕熱量散失，讓身體產熱。這是人體對外部環境溫度降低的自然反應，但卻容易引起身體的不適，特別是冬季氣溫急遽下降時。 因此，當氣溫變化大時，穿上禦寒衣物的發熱鎖熱「外加」的保暖措施對體溫恆定調節機制非常重要，可避免人體對外部低溫環境的過度反應，降低暴露在危險環境中的風險。 嚴寒氣溫下的保暖防寒對策究竟冬季從事高山登山、滑雪活動時的保暖機能衣該怎麼選擇？保暖對策該怎麼做？既不會造成身體行動的防礙和背包的負擔。 不妨從認識科技面料材質、保暖機制運作原理開始。像是近幾年很受歡迎的冬季單品—發熱衣，使用高效率的吸濕發熱纖維素材為基礎再進行後處理加工；也有不少商品是使用中空纖維素材來製作，像是 TNF DotKnit™ 雙面針織內層衣料，利用特製紗線，主動吸收皮膚中的水分並將其導出到外部，維持肌膚乾爽。 或是利用創新的編織方式來達到保暖效果，比如 Ventrix™ 透氣隔熱彈性材質上的孔洞，運動時孔洞因身體伸展拉大增加透氣度，在靜態休息時孔洞回復原來大小維持該有的暖度；又比如 Dryvent™ 高品質防水透氣材質，特殊的 PU 防水塗層面料，內裡與網格狀裡布複合而成，能提供最大程度的保護、舒適度。 而戶外領導品牌 The North Face 也推出了令人驚豔的 FUTURELIGHT™ 透氣防水科技，通過奈米紡紗工藝的創新應用，在衣服面料上創造出奈米大小的孔洞，FUTURELIGHT™ 科技能增加服裝透氣性，能讓空氣更容易穿過衣服，協助排出濕氣卻不會損失防水性和耐久性。另外在品牌最新的 Summit 系列服飾的最頂級羽絨外套中，提供 CloudDown 不規則羽絨填充結構，以 800 蓬鬆度羽絨填充，提供絕佳保暖性同時方便打包。 此外，一些保暖且舒適的小技巧和原則也不能忽視：所有的保暖從頭開始，戴帽子，遮陽㡌與毛帽，在還沒有感覺到冷之前最好就能戴上載好。穿上具備防水、排汗材質的衣物保持身體乾爽，防止外部潮溼水氣進入，也防止身體因運動產生的汗水浸溼衣物。穿上防風的外套，保暖防止體溫流失。空氣是優良的熱絕緣體，加上人體發熱，因此形成滯留的熱空氣層，穿上防風的外套來隔絕外界的冷空氣以獲得保暖效果。 頭部、身體都暖和了，腳也不能忽略，記得多帶一雙睡覺用的厚毛襪。厚毛襪、內層中層保暖衣、睡袋三者利用空氣絕熱為基礎形成的保暖機制，能讓戶外探險者在夜間睡眠時獲得足夠的暖度。 分層穿搭調節穿著的保暖度和舒適度選對保暖機能衣材質是做好保暖防護的第一步。接下來就是利用分層穿搭（layering wear）直白的說法「洋蔥式」疊穿技巧。這種久經考驗屢試不爽的策略，可以根據運動類型、運動量、海拔高度或天氣變化等外在環境條件，來調節穿著的保暖度和舒適度。 那什麼是分層穿搭？疊穿原則要怎麼運用到服裝的選購和準備上，下面將一一拆解說明：
機能需求：透氣、速乾。
機能需求：輕量、保暖、透氣、速乾
機能需求：防風、防水、防刮、輕量、保暖、透氣 冬天爬山或賞雪要穿多少才夠保暖？這沒有一個絕對的答案，因為每個人對體感溫度的感受不同。 而且戶外運動的激烈程度、地理條件也不同，還是要依據自身需求去調整選擇。以現代科技面料的創新技術，在材質選擇上更多元也更能滿足高功能性的需求，讓戶外探險者能從容無畏面對極端天氣。掌握好疊穿技巧與材質選擇原則，透過正確的分層搭配，妥善管理熱氣與水份，就能進而提高舒適度和活動表現。 參考資料：人體調溫機制和外部溫差變化的關係 不只美觀，功能更重要–機能性布料 科技布料 |
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